Управляемый стабилизатор тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК И 9) (И) 65 ц 4 С 05 Р 1/6 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2зистор, а вхо соединен с на вязи выполнен 7 4332448 24-0 узлаузкой,виде ере первыиой связбратной Изоб ляемых стабилизаторличным выполнением к электр ние о си в тока с раззла обратной свяи монет б х источниектронной ть использовано во нике ктропитанияуры.яется повышех эл вторичнь радио э,г изатор т и а соУправляемыидержит первый1, эталонный рзистор 3, узелтоящий из втортеля 4 и второ стабпер ацзист изобре я я ел ионныир 2, пе илителй ре ние точности преобраэо я и наде ти устроиства.На фиг. 1 и 2 пр атнои связи сосавлены при е схемы уп о о ер ацинно истора 5 силиавципиальные электриче о ре Причем ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРБ 746470, кл. С 05 Р 1/56, 1977.Патент США Р 4.290.024,кл. Н 03 Р 1/26, 1981.(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ТОКА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вовторичных источниках электропитаниярадиоэлектронной аппаратуры. Цельизобретения - повышение точности преобразования и надежности управляемого стабилизатора тока. Цель достигается тем, что в управляемом стабилизаторе тока, содержащем первый операционный усилитель, неинвертирующийвход которого соединен с источникомуправляющего напряжения, выход - снагрузкой через эталонный резистор,с инвертирующим входом первого усили-теля и с выходом узла обратной связи вспомогательного стабилизатора тока.Вспомогательный стабилизатор тока выполнен на втором операционном усилителе, втором резисторе и подключен кизолированному двухполярному источнику питания. Причем в первом вариантеисполнения инвертирующий вход второгоусилителя соединен с нагрузкой, неин"вертирующий вход - с общей шиной через второй резистор, с общим выводомизолированного двухполярного источника питания, а выход второго усилителя соединен с инвертирукицим входомпервого усилителя. Во втором варианте второй усилитель подключен неинвертирукицим входом к нагрузке, выходом и инвертирующим входом " к общейшине через второй резистор, а инвертирующий вход первого усилителя соединен с общим выводом изолированногодвухполярного источника. 2 з,п. ф-лы,2 ил1511746усилитель 1 подключен неинвертирующим входом к входной шине для подключения источника 6 управляющего напряжения, выходом - к выходной шине под ключения нагрузки 7 через эталонный резистор 2, к инвертирующему входу усилителя 1 через резистор 3. Усилитель 4 и резистор 5 в первом варианте выполнения узла обратной связи О (фиг.1) соединяются с остальными элементами следующим образом. Инвертирующий вход усилителя 4 соединен с выходной шиной, неинвертирующий вход - с общей шиной устройства через резистор 5, с общим выводом изолированного двухполярного источника 8 и 9 питания усилителя 4, выход которого соединен с инвертирующим входом усилителя. 20Во втором варианте выполнения узла обратной связи 1,фиг,2) усилитель 4 подключен неинвертирующим входом к выходной шине, выходом - к общей шине устройства через резистор 5, к ин вертирующему входу непосредственно, а инвертирующий вход усилителя 1 соединен с общим выводом изолированного двухполярного источника 8 и 9 питаггя усилителя 4. Узел обратной связи вы полнен по схеме управляемого стабилизатора тока. Выходное напряжение Г, усилителяравно сумме напряжения Г источника 6 и напряжения . обратной связи, выделяемого на резисторе : 35 Бо, = П+ П. В свою очередь напряжение 1: обратной связи определяется выходным током узла обратной связи, который равен току 1через резистор 5, Собственные токи йотребления уси лителя 4 замыкаются через источники 8 и 9 питания. Напряжение на резисторе 5 равно напряжению 0 " на нагрузке 7.При этом ток 1 обратной связи будет проходить через один из источников 8 45 или 9 напряжения питания в зависимости от полярности напряжения на нагрузке 7, В итоге будет справедливо соотношение: П = Б Р, /Е . При выпол 3 Н Э 5ненни Р. = К напряжение 1 э обратной связи будет близко к напряжению П,.При положительном напряжении Гнапряжение Бз будет также положительным и выходное напряжение Ь будет определяться соотношением; П,г= Г+ + П н. Напряжение Г О, приложено к последовательной цепи из эталонного резистора 2 и нагрузки 7. Поэтому напряжение Пг,г на эталонном резисторе 2будет практически равно напряжению ПБольшое сопротивление управляющего входа усилителя 4 практически не влияет на значение токов через резистор 2 и нагрузку 7, которые будут равны.В общем случае выходной ток 1 в нагрузке 7 определяется соотношением1 н 0( + 3)/РгъгдеВ нР з-Бдметодическая погрешность, обусловленная эависимостью тока на-.грузки от его сопротивления;Ря Р 3 5 К м сопротивления резисторов 2, 3, 5 и нагрузки 7.Коэффициент передачи К стабилизатора по управляющему воздействии определяется выражением: К = (1 + р)/Р. При равенстве Р.з = Епогрешность преобразования стремится к нулю, а коэффициент К стремится к значению:1/РПри Р з = К эталонный резистор приобретает функцию токозадающего резистора, изменением которого при постоянном управляющем напряжении возможно изменение выходного тока в широком диапазоне с одновременным обеспечением большого выходного сопротивления.Поскольку в формировании определенного напряжения обратной связи участвуют только резисторы 3 и 5, то облегчается процесс настройки устройства на заданное выходное сопротивление.Работа управляемого стабилизаторатока ггри изменении управляющего напряжения, сопротивления нагрузки инапряжений питания происходит следующим образом,При увеличении управляющего напряжения увеличивается напряжение на выходе усилителя 1, на нагрузке 7 и,следовательно, на входе вспомогательного управляемого стабилизатора тока,выполненного на усилителе 4 и резисторе 5, которое полностью передаетсяна резистор 5. Это вызывает увеличение тока через резистор 5, который5 15 проходит через усилитель 4, через источник 9 (фиг,1) или источник 8 (фиг.2), через резистор 3, на котором создается напряжение обратной связи, которое поступает на инвертирующий вход усилителя 1 и приводит к дальнейшему увеличению выходного напряжения усилителя 1 до заданного значения, при котором напряжение на эталонном резисторе 2 становится равным управляющему напряжению, а выходной ток увеличивается до значения, определяемого указанным соотношением.При изменении, например увеличении, сопротивления нагрузки 7 уменьшается выходной ток и одновременно увеличивается падение напряжения на нагрузке 7, что приводит к увеличению напряжения на входе усилителя 4, увеличению его выходного тока, что приводит к увеличению напряжения на резисторе 3 и, следовательно, на выходе усилителя 1 до нового значения Ыо = УЕ/Р., соответствующего новому значению нагрузки. При этом выходной ток увеличивается до ранее установленного значения.Изменение напряжений источников питания усилителей 1 и 4 не приводит к заметным изменениям выходного тока благодаря включению их по схеме управляемых источников тока, обладающих большим входным сопротивлением по цепи питания усилителей.Таким образом, данный управляемый стабилизатор тока по сравнению с прототипом имеет более высокую точность преобразования управляющего напряжения в выходной ток, большую надежность за счет упрощения схемы и позволяет упростить настройку стабилизатора за счет обеспечения независимой регулировки коэффициента преобразования управляющего напряжения в выходной ток и выходного сопротивления,1746 6 5О 5 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения 1, Управляемый стабилизатор тока, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с входной шиной для подключения источника управляющего напряжения, выход - с выходной шиной дляподключения нагрузки через эталонныйрезистор, с инвертирующим входом операционного усилителя через первый резистор, узел обратной связи, выполненный на втором операционном усилителе и втором резисторе, причем узел обратной связи управляющим выводом подключен к выходной шине, выходным выводом - к инвертирующему входу пер вого операционного усилителя, общим выводом - к общей шине стабилизатора, выводами питания соединен с входнымишинами для подключения двухполярного источника питания, о т л и ч а ю. щ и Й с я тем, что, с целью повыше ния точности преобразования и надеж ности, узел обратной связи выполнен в виде вспомогательного управляемого стабилизатора тока, выводы питания которого соединены с входными шинами для подключения самостоятельного изолированного от общей шины стабилизатора двухполярного источника питания со средним выводом.2. Стабилизатор по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в узле ббратной связи управляющий вывод соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выходной вывод - с выходом второго операционного усилителя, общим выводом - с первым выводом второго резистора, общий вывод питания - с объединенными неинвертирующими. входами второго операционного усилителя и вторым выводом второго резистора.3. Стабилизатор по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что в узле обратной связи управляющий вывод соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, общий вывод " с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с объединенными входом и инвертирующим входом второго операционного усилителя, а выходной вывод узла обратной связи соединен с общим выводом питания.151746 г. Составитель В,Есинедактор О.Спесивых Текред И.Верес Корректор А,Обр Заказ 5904/5 ираж 788 писное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5